O que é a Prova de Trabalho

PoW (Prova de Trabalho) é um dos mecanismos de consenso mais básicos no espaço da blockchain. Projetos de blockchain primitiva, como a Bitcoin, Ethereum e Litecoin, usaram o PoW para garantir a consistência e a natureza resistente à falsificação da blockchain.

Uma simples explicação do PoW é que todos os nós da rede se divertem para responder à mesma pergunta matemática. Quem descobrir primeiro poderá gravar as transações e obter o pagamento correspondente (nova criptomoeda emitida pela blockchain).

Em 1993, dois pioneiros da criptografia, Cynthia Dwork e Moni Nor, propuseram o PoW pela primeira vez num artigo. Em 2008, o Satoshi Nakamoto selecionou a PoW como o mecanismo de consenso para a Bitcoin. Como o preço da Bitcoin agitou, o poder da PoW foi gradualmente visto pelo mundo. Hoje, o PoW tornou-se um dos mecanismos de consenso mainstream.

A 7 de Agosto de 2010, Satoshi Nakamoto postou no fórum da Bitcoin Talk que “A prova de trabalho tem a boa propriedade que pode ser transmitida através de intermediários não confiáveis”. A Prova de Trabalho exige muita energia, o que por sua vez dá à blockchain uma forte capacidade de resistir a ataques. Então, é extremamente caro adulterar as cadeias de blocos sob PoW.

Como funciona o PoW?

Para chegar a consenso sobre as transações dentro de um certo período de tempo, a PoW exige que os nós participem numa corrida pela contabilidade. Na prova de trabalho, o chamado “trabalho” é na verdade uma computação matemática, na qual o poder de computação (taxa de hash) desempenha um papel decisivo.

A única maneira de resolver o problema na PoW é aumentar o poder de computação, tentando repetidamente encontrar a única resposta correta. Uma vez alcançado o resultado certo, pode ser facilmente verificado por todos os nós através da transmissão. Então as transações neste bloco serão verificadas por toda a rede. Finalmente, a rede passa para a próxima ronda da competição. Todo este processo se chama “mineração”.

Embora apenas um nó possa obter as recompensas em cada ronda da competição, cada ronda é independente um do outro, então a batalha para registar transações é na verdade uma guerra sobre o poder informático. Quanto mais alta a taxa de hash controlada por um nó, mais recompensas receberá. Quanto mais número de nós, e mais energia consumida por toda a rede, mais segura será a blockchain.

PoW foi claramente desenhada e a Bitcoin que usa PoW é teoricamente a criptomoeda mais descentralizada. Sem isso, uma rede de Bitcoin sem confiança nunca funcionaria.

Prós do PoW:

1. Simples, fiável e fácil de implementar.
2. Altamente descentralizado. Não é necessária uma autoridade central. Os nós podem entrar e sair da blockchain livremente.
3. O custo teórico do ataque é muito alto, o que torna uma blockchain PoW segura e confiável. Um atacante num plano para adulterar a informação da blockchain tem de controlar mais de metade do poder computacional de toda a rede (51% da taxa de hash).

Cons de Poa:

1. Intensivo em energia.

Confiar apenas na concorrência informática faz com que a energia PoW seja intensiva.

À medida que a taxa de hash da rede Bitcoin cresce, o consumo de energia da mineração tornou-se uma preocupação global. O Cambridge Center for Alternative Finance estima que a partir de 10 de maio de 2021, o consumo anual global de energia para mineração de bitcoin atingiu 149,37 TWh. Ao comparar esse número com países, a Bitcoin consome mais energia do que 100 países, como a Malásia e a Ucrânia, e é quase o mesmo que o Vietname, que está classificado em 25.º lugar.

Além disso, uma grande parte da energia consumida pela Bitcoin provém de fontes de energia não renováveis, como o carvão, o que levou a preocupações ambientais. Como resultado, vários países, incluindo a China, proibiram totalmente a mineração de bitcoin.

1. Ineficiente

Com o PoW, as transações na blockchain Bitcoin demoram muito tempo a confirmar e o rendimento na rede é muito baixo.

Devido à dificuldade estabelecida pela PoW, o tempo do bloco de bitcoin é de cerca de 10 minutos, o que significa que demora até uma hora (depois de cerca de 6 blocos) para que uma transação seja realmente confirmada. O TPS da rede Bitcoin é cerca de 7, o que significa que apenas 7 transações podem ser processadas por segundo.

1. Exigência do equipamento e centralização

Enquanto as CPU pessoais eram o equipamento de mineração mais comum nos primeiros dias da Bitcoin, à medida que os preços da Bitcoin aumentaram, a concorrência pelo poder de computação intensificou-se. As placas gráficas de alto desempenho e até os mineiros ASIC dedicados tornaram-se o mainstream da mineração. À medida que o limiar do equipamento para mineração fica mais alto, piscinas profissionais de mineração controlavam a maior parte da taxa de hash, o que contraria a intenção original da descentralização.

Outras blockchains que usam PoW

Bitcoin e Litecoin

A Bitcoin é a primeira criptomoeda da história da humanidade e o berço do mecanismo PoW; por sua vez, o mecanismo PoW que consome energia tornou-se o rótulo único da Bitcoin. Para um futuro previsível, a Bitcoin vai continuar com o mecanismo de consenso PoW.

Além da Bitcoin, muitas primeiras moedas emprestaram da Bitcoin e adotaram o mecanismo PoW, como a Litecoin (LTC). Além disso, várias garfos de Bitcoin também adotaram o mecanismo PoW, como o Bitcoin Classic (BGH), Bitcoin Cash (BCH), etc.

Ethereum

Ethereum, nascida em 2014, também usa o mecanismo de consenso PoW. No entanto, considerando várias falhas do mecanismo PoW, o Ethereum está prestes a mudar para o mecanismo de consenso dos PO (Prova de Etapa), que consome menos energia e é mais eficiente, e esse processo é exatamente o que eles chamam ETH 2.0.
No final de 2020, a Ethereum já viveu com uma cadeia de farol usando o mecanismo de consenso das OP e espera-se que a cadeia principal Ethereum se funda com a cadeia de farol durante 2022, transformando assim completamente para o mecanismo de consenso dos OP.
Além da Ethereum, várias criptomoedas que usavam anteriormente o mecanismo de consenso PoW também estão a ser consideradas para conversão para o mecanismo de PO, como a Dogecoin (DOGE).

Conclusão

Como o mais antigo mecanismo de consenso em blockchain, o PoW foi amplamente utilizado e inspirou todos os projetos subsequentes de blockchain. O mecanismo PoW tem vantagens insubstituíveis e desvantagens significativas. À medida que a indústria do blockchain cresceu e o número de utilizadores aumentou, também surgiu o problema do desperdício de energia e da falta de eficiência dos mecanismos PoW.
Atualmente, surgiram várias novas cadeias públicas sob a bandeira de serem mais descentralizadas, energeticamente eficientes e eficientes, colher vários novos utilizadores, mas no final, é difícil abalar o status da Bitcoin, que ainda usa o mecanismo PoW. No futuro, haverá um “consenso perfeito” que resolve os problemas do mecanismo PoW, mantendo a segurança e a descentralização? Vale a pena estar atento.

Autor: Ashley Translator:Ashley
Reviewer (es): Hugo, Edward
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